
上游原材料和能源价格上升影响锂电池隔膜行业发展分析.docx
9页上游原材料和能源价格上升,影响锂电池隔膜行业发展分析一、 上游原材料和能源价格上升,影响锂电池隔膜行业发展锂电池湿法隔膜行业上游原材料主要包括聚乙烯、石蜡油、二氯甲烷、抗氧化剂、PVDF、氧化铝粉等,生产过程中消耗的主要能源包括电力、天然气等近年来,大宗商品价格持续走高,锂电池隔膜行业的原材料成本也随之升高,其中PVDF市场供应较为紧张,自2021年以来价格涨幅明显原材料和能源价格的上涨对隔膜制造企业的发展形成了不利影响未来,锂电池隔膜企业须通过持续提升技术实力、工艺水平、产品良率等来降低经营成本二、 我国锂电池隔膜技术发展现状近年来,受益于新能源汽车快速增长,锂电池需求不断增加,从而带动了锂电隔膜的市场需求,使其出货量也实现快速的增长数据显示,2021年我国锂电隔膜出货量79亿平方米,同比增长超100%2022年上半年我国锂电隔膜出货量54亿平方米,同比增长超55%但目前我国锂电池隔膜依赖进口较大,未来随着产能的扩大,将有极大的进口替代空间其中我国锂电隔膜市场出货以湿法隔膜为主,且占比逐年提升数据显示,2021年我国湿法隔膜产量60.6亿平方米,占比76.7%;而到2022年上半年,湿法隔膜市场占比达到了达79%,这主要是受动力电池市场需求快速增长带动。
目前在湿法隔膜市场,恩捷股份在国内市占率高达50.3%,中材科技和星源材质位列二、三名干法隔膜市场,中兴新材、星源材质和惠强新材位列前三名但湿法隔膜是高技术壁垒、高资金投入,建设周期较长的产品并且生产设备依赖进口,包括日本制钢所、德国布鲁克纳等日本制钢所的设备在湿法隔膜领域更领先,但其产能有限,无法匹配全球新能源汽车大发展对隔膜需求的增量,是目前扩产中比较大的制约因素之一,2022年湿法隔膜仍然供不应求,有望继续保持高景气度三、 锂电池隔膜细分市场分产品类别来看,根据调研统计,2021年湿法锂电池隔膜市场出货量达到57亿平方米左右,同比上升10.2%,占全球锂电池隔膜市场出货量的比重为53.8%,其次是干法锂电池隔膜市场出货量约为25亿平方米,同比上升15.9%,市场占比达到23.6%,其他细分市场出货量之和为24亿平方米,占比30.3%四、 新能源锂电池隔膜行业回顾及发展趋势隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一,通常也被称为电池隔膜、隔膜纸、离子分离膜等,处于新能源汽车产业链的上游部分锂电隔膜是锂电池中关键的内层组件,能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能性能优异的隔膜需要隔离正负极防止短路同时还要允许锂离子的传导,在过度充电或者温度过高时还要具有高温自闭性能来阻断电流防止爆炸,另外还要具有强度高、防火、耐性好、无毒等特点。
一般来说,根据隔膜的主要功能,隔膜的在安全性和通过性上对性能要求较高:①给电池提供安全保障具有良好的绝缘性,以防止正负极接触短路或者被毛刺、颗粒、枝晶穿刺而出现的短路因此隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺强度,不易撕裂,并且在突发高温条件下基本保持尺寸的稳定,不会熔缩导致电池的大面积短路和热失控②给锂电池提供实现充放电功能、倍率性能的微孔通道因此隔膜必须具有较高的孔隙率并且孔隙特征制约着电池的锂离子的迁移,体现在参数上就是电导率对于用在新能源汽车上的动力电池,由于整车对电池的安全性和能量密度要求較高,因此用于动力电池上的隔膜一般会要求以下几点:①更高安全性,包括受热稳定性、电化学稳定性、抗穿刺抗短路性能;②更好的一致性,包括厚度、孔径和孔径分布;③理想的孔隙率和孔隙结构;④更强的吸液能力和较小的电阻;⑤更高的能量密度,会要求更大的电化学稳定窗口,即耐高压(0-5V)特性也是未来趋势五、 锂电池隔膜市场出货量受益于全球新能源产业的迅速发展,带动了锂电池隔膜市场规模不断扩张,全球市场出货量也处于逐年增长的态势,截至2020年末,全球锂电池隔膜行业市场出货量约为55亿平方米,同比2019年同期的42亿平方米增长31%,2021年全球市场出货量大幅度上涨,达到106亿平方米以上,较上年末同比增长92.7%,预测2023年全球锂电池隔膜市场出货量将达到260亿平方米以上。
六、 锂电池隔膜市场格局目前全球锂电池隔膜行业集中度相对较高,大多数市场份额被几家头部企业所占据,其中恩捷股份以绝对优势长期占据市场主导地位,2021年其市场份额占比达到30%以上;其次是星源材质和中材科技分别以10%和9%的份额占比位列第二和第三;旭化成和东丽两家企业紧随其后,同年市场份额占比分别达到8%和7%隔膜是锂离子电池的核心材料之一隔膜的性能决定电池的界面结构、内阻等,对电池的容量、循环等产生影响隔膜主要分为干法、湿法隔膜,湿法隔膜占比超过70%隔膜行业属于资金密集型、技术密集型的重资产行业,原材料和制造费用在营业成本中占比大隔膜基材主要是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等聚烯烃,PE是湿法隔膜的主要原料,PP是干法隔膜的主要原料,目前原材料进口依赖度高制造费用占比大主要系生产设备贵、造成设备折旧费用高通过对行业特点和隔膜生产成本分析,隔膜企业主要通过原材料及设备国产化、规模化降本、工艺改进等途径降本涂覆一体化成为主流,主要隔膜厂纷纷布局涂覆产线目前锂电池涂覆技术路线为无机材料涂覆、有机材料涂覆、有机和无机材料涂覆结合的方式隔膜涂覆提升主要方向有两个:耐高温、粘结性;其中耐高温用得最多的是水系陶瓷(可以承受150度热收缩),PVDF主要用作粘结性。
因为PVDF价格较贵、用量较大,在涂覆原材料成本中占比大,PVDF国产化将有效降低涂覆隔膜成本七、 锂电池隔膜行业发展历程在锂电池的关键组件中,锂电池隔膜的技术壁垒较高,长期依赖进口,在中国实现国产化的时间最晚中国锂电池隔膜行业经历了进口依赖、技术积累和高速发展阶段,经过不断的发展,中国企业生产的锂电池隔膜性能逐步提升,获得了业内的普遍认可,国产化率稳步提升中国锂电池隔膜行业起步较晚,由于锂电池隔膜技术含量较高,在2010年以前,中国生产锂电池隔膜的企业屈指可数中科科技在2002年成为中国第一家进入锂电池隔膜领域的企业,于2005年成功研发出湿法锂电池隔膜;2006年,星源材质自主突破并掌握干湿法锂电池隔膜的关键技术,打破国外垄断这一阶段中国锂电池隔膜公司锂电池隔膜自主生产技术相对于发达国家较为低端,国产的锂电池隔膜主要应用于手电筒、、冰箱等领域,产能有限,而高端锂电池隔膜的需求主要依赖进口产品满足总体而言,这一阶段中国锂电池隔膜行业发展缓慢从2010年开始,中国企业不断研发新工艺及自主创新所需设备,逐渐具备自主研发技术,并形成了一定生产规模2010年中国锂电池隔膜企业突破20家;2011年星源材质实现产能6000万平方米,并与中国80%以上的锂电池生产企业保持良好的合作关系;2012年,星源材质新增4条干法生产线,产能达到9000万平方米,并开始筹建新一代湿法隔膜生产线;2013年,金辉高科实现产能超过1亿平方米。
随后,中国锂电池隔膜生产厂家逐渐增多,生产工艺水平逐渐提升,部分干法锂电池隔膜达到国际领先水平2014年,星源材质开始大批量为韩国LG公司供货;2015年,上海恩捷进入美国SDI公司和韩国LG公司的供应链,重庆纽米进入韩国LG供应链,随后,中国锂电池隔膜公司逐渐打开国际市场基于对海外市场的不断拓展,中国锂电池隔膜行业进入快速增长期在中国锂电池隔膜的技术不断提高的背景下,锂电池隔膜国产化率进一步提升在锂电行业高速发展的过程中,中国锂电池隔膜行业从供不应求逐渐转变为供给过剩,由于锂电池隔膜产量的爆发式增长,中国成为全球锂电池隔膜供应的核心力量从市场规模来看,增长主要原因:1)动力电池市场受全球新能源汽车终端需求提升带动,2021年中国动力电池市场出货量达220GWh,同步增速超170%;2)中国隔膜产品具备全球竞争力,受海外动力电池出货量大幅增长带动,国内隔膜出口量快速增加;3)下游细分领域如储能市场增速超100%,带动锂电隔膜出货量增长2021年我国锂电池隔膜行业产量为78.2亿平米,较上年增长114.84%,实现了快速增长从我国隔膜产能区域分布来看,锂电隔膜现有产能主要集中在华东地区,华中、华北及华南地区紧随其后。
其中,华东地区占据我国隔膜现有产能近一半的份额,主要来自于江苏省的贡献,其现有产能占华东地区产能近60%华中地区隔膜现有产能主要集中在湖北和湖南两省,两地合计产能超20亿平方米华北地区现有产能主要分布在山西省、河北省,拥有沧州明珠、金力股份、厚生等一批知名企业华南地区隔膜现有产能全部来自广东省,其产能主要来自恩捷、中兴新材、星源材质等头部企业西南地区虽然现有产能不高,但得益于锂电产业的高速发展,产能有望快速提升西北、东北地区锂电隔膜现有产能则相对较小八、 锂电池隔膜需求市场从全球锂电池隔膜行业下游需求市场层面来看,主要包括锂电池和动力电池两个应用领域,据北京研精毕智整理,2021年全球锂电池市场出货量为600GWh左右,同比增长122%,相比之下动力锂电池市场出货量稍低,同期市场出货量为430GWh左右,同比增长140%,截止到2021年末,锂电池和动力电池需求市场占全球锂电池隔膜的比重分别达到52%和39%,此外其他需求市场占比合计为9%九、 锂电池隔膜行业现状受益于全球新能源产业的迅速发展,带动了锂离子电池市场规模不断扩张,锂电池隔膜作为锂离子电池的重要材料之一,其决定着锂离子电池的性能优劣,是其产业链中的关键环节,随着锂电池隔膜生产技术的不断提升,将会有效地推动未来行业高质量发展。
锂电池隔膜是一种用于锂电池的薄膜,可以防止电解液从电池中流出,保护电池内部的元件免受损坏,其通常由多层聚合物薄膜组成,包括多层聚脂薄膜、多层聚氨酯薄膜和多层聚乙烯薄膜。
